(DISSERTATIVA, Dif.3) Um pêndulo de Foucault instalado registra que o plano de oscilação completa uma volta…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
(DISSERTATIVA, Dif.3) Um pêndulo de Foucault instalado registra que o plano de oscilação completa uma volta relativa ao solo em T_p = 30 h. Explique como esse resultado comprova a rotação da Terra, deduza a relação entre a velocidade angular aparente de precessão O_p e a latitude f e calcule a latitude do local. Adote T_terra = 24 h.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O plano do pêndulo é inercial; a terra gira por baixo. A velocidade angular aparente da precessão é O_p = 2p/T_p (rad/s) e a velocidade angular da Terra é ? = 2p/T_terra. Para o pêndulo de Foucault demonstra-se O_p = ?·sinf. Assim sinf = O_p/? = (2p/T_p)/(2p/T_terra) = T_terra/T_p. Com T_terra=24 h e T_p=30 h, sinf = 24/30 = 0,8 ? f = arcsin(0,8) ˜ 53,13°. O sentido da rotação do plano (horário ou anti-horário) indica hemisfério: rotação aparente no sentido horário, vista do alto, corresponde ao Hemisfério Norte; anti-horário ao Sul. Este procedimento quantifica a latitude e demonstra diretamente que é a rotação da Terra que causa a precessão observada.
Explicação
O pêndulo de Foucault evidencia a rotação da Terra ao mostrar que seu plano de oscilação muda em relação ao solo, o que ocorre devido à rotação da Terra sob ele. A relação entre a velocidade angular de precessão e a latitude é derivada da comparação entre os períodos de oscilação do pêndulo e da rotação da Terra, resultando na fórmula que relaciona a latitude com o tempo de precessão. O cálculo da latitude a partir dos períodos dados confirma a posição geográfica do local onde o pêndulo está instalado.
Raio-X da questão
pêndulo de Foucault
avaliacao
movimento de rotação da Terra · pêndulos e suas propriedades
Revisar a relação entre a precessão do pêndulo e a rotação da Terra.
O aluno pode confundir a precessão do pêndulo com outros movimentos, como a oscilação simples, sem relacionar corretamente com a rotação da Terra.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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